کلرید تیتانیم (III) : خواص، روش سنتز، کاربردها

 

کلرید تیتانیم (III) ترکیبی معدنی به شکل پودری بنفش رنگ می باشد که یکی از متداول ترین هالیدهای تیتانیوم است و یک کاتالیزور مهم برای تولید پلی الفین ها می باشد. در ساختار این ماده، هر اتم تیتانیوم دارای یک الکترون لایه d است که مشتقات آن را مغناطیسی می کند، یعنی ماده جذب یک میدان مغناطیسی می شود.

 

محلول های این ترکیب شیمایی بنفش هستند که از تحریک الکترون لایه d آن ناشی می شود، البته رنگ تیره نیست زیرا انتقال توسط قانون انتخاب لاپورت ممنوع است. چهار فرم جامد یا چند شکلی از تیتانیوم کلراید شناخته شده است که همه دارای تیتانیوم در یک کره کئوردیناسیونی هشت ضلعی هستند.

 

این اشکال را می توان از طریق کریستالوگرافی و همچنین خصوصیات مغناطیسی آنها که پروب ها برهم کنش متقابل دارند، تشخیص داد. β-TiCl۳ به صورت سوزن های قهوه ای متبلور می شود. در α-TiCl3، آنیون های کلرید شش ضلعی یا هگزاگونال هستند. در γ-TiCl۳، آنیون های کلریدها به صورت مکعبی ایجاد می شوند.

 

خواص و مشخصات شناسایی کلرید تیتانیم (III)

 

خواص  مشخصات
شکل فیزیکی                                                     پودر بنفش رنگ فرمول شیمیایی                                                                       TiCl۳
دانسیته                                                                  (g/cm۳)۲.۶۴ وزن مولکولی                                                     (g/mol) 154.225
نقطه ذوب (تخریب ساختار)                                            (۰C) 425 شماره (CAS No)                                                        ۷۷۰۵-۰۷-۹
حلالیت در آب                                                        بسیار محلول نام دیگر                                                    titanous chloride

 

سنتز و واکنش پذیری

 

سنتز و واکنش پذیری

 

تری کلرید تیتانیوم معمولاً از طریق کاهش کلرید تیتانیوم (IV) تولید می شود که در روش های کاهش قدیمی از هیدروژن استفاده می کرده اند:

 

 ۲TiCl۴ + H۲ → ۲HCl + 2TiCl۳

 

این ماد به راحتی با آلومینیوم کاهش می یابد و به عنوان مخلوطی با تری کلرید آلومینیوم، TiCl۳·AlCl۳ فروخته می شود و این مخلوط را می توان برای تهیه TiCl۳(THF)۳ جدا کرد. هنگامی که کلراید تیتانیوم با تتراهیدروفوران (THF) تحت فرایند تصفیه قرار می گیرد،ترکیب  TiCl۳(THF)۳ کمپلکسی به رنگ آبی روشن تشکیل می دهد:

 

TiCl۳ + ۳C۴H۸O → TiCl۳(OC۴H۸)۳

 

یک مجموعه سبز تیره مشابه از کمپلکس با دی متیل آمین به وجود می آید. در واکنشی که همه لیگاندها رد و بدل می شوند، تری کلرید تیتانیم پیش ماده آبی رنگ Ti(acac)۳ می باشد.

 

کلرید تیتانیوم (II) کاهش یافته تر با عدم تناسب حرارتی آن در ۵۰۰ درجه سانتی گراد تهیه می شود که واکنش ناشی از از دست دادن TiCl۴ فرار می باشد:

 

 ۲TiCl۳ → TiCl۲ + TiCl۴

 

هالیدهای سه تایی، مانند A۳TiCl۶، ساختارهایی دارند که به کاتیون (+A) اضافه شده بستگی دارند. کلرید سزیم که با کلرید تیتانیوم (II) و هگزاکلروبنزن تصفیه می شود، CsTi۲Cl۷ بلوری تولید می کند. در این ساختارها +Ti۳ هندسه کئودیناسیونی هشت وجهی را به نمایش می گذارد.

 

کاربردهای تری کلرید تیتانیوم

 

کاربردهای تری کلرید تیتانیوم

 

کلرید تیتانیم اصلی ترین کاتالیزور Ziegler – Natta است که مسئول تولید بیشتر پلی اتیلن در صنایع است. فعالیت های کاتالیزوری این ماده به شدت به فازهای آن، α در مقابل β در مقابل γ در مقابل δ و روش تهیه بستگی دارد.

 

کلراید تیتانیم همچنین معرف ویژه ای در سنتز آلی می باشد، که برای واکنش های اتصال جفتی، و اغلب در حضور عوامل احیاء کننده اضافه شده مانند روی، مفید است و اکسیم ها را به مینیمارها کاهش می دهد.

 

تری کلرید تیتانیوم می تواند نیترات را به یون آمونیوم کاهش دهد و بدین ترتیب امکان تجزیه و تحلیل متوالی نیترات و آمونیاک را فراهم می کند. محکم شدن اتصالات به صورت تدریجی مانند واکنش های اتصال جوشکاری،با کاربرد تری کلرید تیتانیوم در معرض هوا رخ می دهد، که اغلب منجر به نتایج نامنظم می شود.

 

کاربرد کلرید تیتانیوم (III) برای کاهش ترکیبات نیترو هترواروماتیک و آروماتیک، عنوان مقاله ای می باشد که در سال ۱۹۸۰ توسط محققان دانشگاه کاوازاکی ژاپن منتشر شده است. در این مطالعه، یک روش بهبودیافته برای جلوگیری از واکنش طولانی مدت در دمای بالا و کنترل تحت فشار کاهش یافته، برای فرایند کاهش ترکیبات بررسی شده است.

 

کلرید تیتانیم (III) و اکثر کمپلکس های آن به طور معمول تحت شرایط بدون هوا اداره می شوند تا از واکنش با اکسیژن و رطوبت جلوگیری کنند. نمونه های این ماده می توانند نسبتاً در هوا پایدار باشند.